直流远供的安全性分析与防护措施.doc

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1、直流远供的安全性分析与防护措施杭州中信网络自动化有限公司随着通信技术的发展和网络演进，作为直接连接客户的末梢网元，其运行可靠性直接关系到客户网络的正常使用，末梢网元的供电可靠性直接关系到末梢网络正常运行，为此提出了直流远程供电模式。本文从用户关心的人身安全和电气安全两方面对直流远程供电系统的安全性，结合相关标准进行了分析，并提出了有关安全防护方面的措施。一、远供系统对人身的安全性分析1、触电情形及其安全措施1.1、情形一:单极性接触远供设备正常工作，线路绝缘良好时，维护人员在MDF、交接箱、分线盒上，操作单对电缆线对，在

2、没有采取任何防护措施的条件下，身体直接或通过金属工具接触供电线路导体。这种情形在接线端子绝缘失效、工具没有绝缘时，出现的机会较大。分析：操作人员与远供系统形成的线路可简化成下图，其中，人体电阻取极度潮湿条件下的1kΩ，人体对地绝缘电阻取最恶劣情况0Ω。该情形下，多人身安全取决于远供输出电压和设备对地绝缘电阻。局端设备输出电压U设备对地绝缘电阻R1≥10MΩ线路绝缘电阻R2≥100MΩ人体电阻R3≥1kΩ人体对地绝缘电阻R4：0Ω图11.2、情形二:线路接地远供线路负(或正)极性的一根带电芯线碰地时，维护人员在MDF、交接

3、箱或分线盒操作时接触另一极性的一对芯线。这种情形在线路受到自然或人为损坏或者维护人员误操作时出现。分析：人体与设备构成的回路可简化成下图，流过人体的电流取决于局端设备输出电压和人体电阻，对人身安全构成的威胁取决于设备输出电压。局端设备输出电压U设备对地绝缘电阻R1＝0MΩ线路绝缘电阻R2≥100MΩ人体电阻R3≥1kΩ人体对地绝缘电阻R4：0Ω图2.1.3、情形三：双极性接触远供系统正常工作时，维护人员操作时身体不同部位同时操作不同极性的远供用电缆线对，接触到不同极性的导体。这种情形在进行电缆复接割接时，两回线以上端子的

4、绝缘失效并且被同一个人碰到、工具不绝缘时可能出现。局端设备输出电压U140VDC或280VDC人体电阻R3≥1kΩ线路绝缘电阻R2≥100MΩ设备对地绝缘电阻R1≥10MΩ远端负载R4(含CS)图3分析：维护人员的身体将直接构成远供设备的部分负载，如果远供设备输出电压高于安全电压限值，有可能直接威胁维护人员的生命安全。基站在正常工作时，根据信道占用的多少，功率变化范围很大，远供线路的电流变化范围为几百毫安以上。一般而言，50毫安以下的直流电流可以称作人体允许的安全电流，高于此安全电流时，则直接构成人身威胁。因此由于人体对

5、设备带来的电流变化远小于实际工作电流变化，设备根本无法通过电流的变化而判别人员触电。此种情形下，只有将远供电源的输出电压限定在安全电压范围内，才能解决。没有其他任何的技术监测手段可以解决这个问题。1.4、情形四：线路开路远供线路部分或全部芯线开路，维护人员连接时双手同时接触断开的线头。这种情形在线路受损后，两端线头均被开剥进行接续时出现。人体电阻R3≥1kΩ局端设备输出电压U线路绝缘电阻R2≥100MΩ设备对地绝缘电阻R1>10MΩ线路电阻RRRR图4分析：全部芯线开路时维护人员双手间的电压为远供局端设备的输出电压，此种

6、情况和上述情形（三）情况一样。结论：一、从以上几种涉及安全的情形分析可以看到，由于情形（三）的存在，作为远供电源系统，输出电压必须不高于人体允许的安全直流电压限值。而在此条件下，其他三种情形的安全性均可以得到满足，而不必再考虑对地漏电流、绝缘等问题（因为所有的情形均能保证人体的接触电压在安全电压以下）。二、在安全电压以上时，如果安全防卫措施到位（严格按照电力施工和维护规程操作）情况下，远供采用浮地供电、确保对地绝缘良好时，能避免因单极碰触引起的触电事故，但不能避免情形三双极碰触下的安全问题。以下具体分析直流安全电压。2、

7、安全标准要求与规定2.1ITU-T建议K.50、K51的相关规定(1)ITU-T建议K.50规定：“正常工作条件下RFT-V(注：电压限制型远供电路)应符合下列所有要求：供给一个电信网络的、从任何一个导体对地的稳态开路电压应不超过：•直流140V，或•直流200V，如果短路电流被限制在10mA以下”(原文：Thesteadystateopencircuitvoltagefromeachconductortoearththatissuppliedtoatelecommunicationnetworkshallnotexce

8、ed:•140Vdc,or•200Vdciftheshortcircuitcurrentislimitedto10mAdc)(2)在ITU-TK.50图A.1(即GB4943-2001图2D)中还规定，在发生单一故障15至200毫秒以内，直流安全电压限值为400V。200ms后，电压必须回落到安全水平。峰值电压U：以